حالة التطبيق وتطوير اتجاه سبيكة الألمنيوم في السيارات الأوروبية

تشتهر صناعة السيارات الأوروبية بتقدمها ومبتكرة للغاية. مع الترويج لسياسات توفير الطاقة وخفض الانبعاثات ، من أجل تقليل استهلاك الوقود وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون ، تستخدم سبائك الألومنيوم المحسنة والمصممة بشكل مبتكر على نطاق واسع في تصميم السيارات. وفقًا للإحصاءات ، في السنوات العشر الماضية ، تضاعف متوسط ​​كمية الألومنيوم المستخدمة في سيارات الركاب ، ويظهر الشكل 1 أدناه الحد من وزن سبائك الألومنيوم. بناءً على مفاهيم التصميم المبتكرة ، سيستمر هذا الاتجاه في السنوات القليلة المقبلة.

في عملية التنمية الخفيفة الوزن ، تواجه سبائك الألومنيوم منافسة شرسة مع مواد جديدة أخرى ، مثل الفولاذ عالي القوة ، والتي لا يزال بإمكانها الحفاظ على قوة عالية بعد التصميم الرقيق. بالإضافة إلى ذلك ، هناك مواد مركبة للمغنيسيوم أو التيتانيوم أو الزجاج أو ألياف الكربون ، والتي يتم استخدامها بالفعل على نطاق واسع في الفضاء. الآن تم دمج مفهوم التصميم متعدد المواد في تصميم السيارات ، ويتم بذل الجهود لتطبيق مواد مناسبة على قطع الغيار المناسبة. يتمثل التحدي المهم للغاية في مشكلة الاتصال والمعالجة السطحية ، وتم تطوير حلول مختلفة ، مثل مكونات كتلة المحرك ومكونات قطار الطاقة ، وتصميم الإطار (Audi A2 ، A8 ، BMW Z8 ، Lotus Elise) ، بنية لوحة رقيقة (Honda NSX ، Jaguar ، Rover) ، Suspension (DC-E Class ، Renault ، Peugeot) وتصميم المكونات الهيكلية الأخرى. يوضح الشكل 2 مكونات الألومنيوم المستخدمة في السيارات.

استراتيجية تصميم BIW

يعد الجسم باللون الأبيض أثقل جزء من سيارة تقليدية ، حيث يمثل 25 ٪ إلى 30 ٪ من وزن السيارة. هناك نوعان من التصميمات الهيكلية في تصميم الجسم الأبيض.

1. "تصميم إطار فضاء الملف الشخصي" للسيارات الصغيرة والمتوسطة الحجم: Audi A8 هو مثال نموذجي ، يتكون الجسم باللون الأبيض 277 كجم ، ويتكون من 59 ملف تعريف (61 كجم) ، و 31 مصبوب (39 كجم) و 170 ورقة معدنية (177 كجم). ينضم إليهم التثبيت ، ولحام MIG ، ولحام الليزر ، ولحام هجين آخر ، ولصق ، إلخ.

2.: على سبيل المثال ، يتألف جاكوار XJ (X350) ، 2002 (كما هو موضح في الشكل 4 أدناه) ، 295 كجم "بنية أحادية الجسم المختومة" في الجسد البيضاء من 22 ملامح (21 كجم) ، 15 مصبوبة (15 كجم) و 273 أجزاء معدنية ورقة (259 كجم). تشمل طرق الاتصال الترابط ، التثبيت ، ولحام MIG.

تطبيق سبيكة الألمنيوم على الجسم

1. عصر سبيكة Al-MG-Si

تحتوي سبائك 6000 سلسلة على المغنيسيوم والسيليكون وتستخدم حاليًا في صفائح هيكل السيارات مثل A6016 و A6111 و A6181A. في أوروبا ، يتمتع 1-1.2 مم EN-6016 بقدرة ممتازة على تشكيل ومقاومة للتآكل ويستخدم على نطاق واسع.

2. سبيكة Al-MG-MN غير القابلة للتسخين

نظرًا لتصلب السلالة العالية المحددة ، فإن سبائك Al-MG-MN تظهر قابلية تشكيل ممتازة وقوة عالية ، وتستخدم على نطاق واسع في أوراق السيارات المذهلة والأنابيب المهيمنة على البرودة. يعد التطبيق في الهيكل أو العجلات أكثر فاعلية لأن الحد من الكتلة للأجزاء المتحركة غير المسبقة يعزز الراحة في القيادة ويقلل من مستويات الضوضاء.

3

في أوروبا ، تم اقتراح مفاهيم السيارات الجديدة تمامًا استنادًا إلى تصميم ملف تعريف الألومنيوم ، على سبيل المثال ، إطارات سبائك الألومنيوم والبنية التحتية المعقدة. إن إمكاناتها الكبرى لتصميمات معقدة والتكامل الوظيفي تجعلها الأنسب لإنتاج سلسلة فعالة من حيث التكلفة. نظرًا لأن التبريد مطلوب أثناء البثق ، يتم استخدام سبيكة متوسطة القوية 6000 وقوة عالية 7000 من السبائك القابلة للتصلب. يتم التحكم في القدرة على التشكيل والقوة النهائية من خلال تصلب العمر عن طريق التدفئة اللاحقة. تُستخدم ملفات تعريف سبائك الألومنيوم بشكل أساسي في تصميم الإطار وعوارض التصادم ومكونات التعطل الأخرى.

4. صب الألومنيوم

المسبوكات هي مكونات الألمنيوم الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في السيارات ، مثل كتل المحرك ورؤوس الأسطوانات ومكونات الهيكل الخاص. حتى محركات الديزل ، التي زادت إلى حد كبير حصتها في السوق في أوروبا ، تتحول إلى مصبوب الألومنيوم بسبب متزايد مطالب القوة والمتانة. في الوقت نفسه ، يتم استخدام مصبوب الألومنيوم أيضًا في تصميم الإطارات ، وأجزاء العمود والأجزاء الهيكلية ، والصب عالي الضغط لسبائك الألومنيوم Alsimgmn الجديدة حققت قوة ومحونة أعلى.

الألومنيوم هو المادة المفضلة للعديد من تطبيقات السيارات مثل الهيكل والجسم والعديد من المكونات الهيكلية بسبب كثافته المنخفضة وقابلية التكوين الجيدة ومقاومة التآكل الجيدة. يمكن أن يحقق الألومنيوم المستخدم في تصميم هيكل الجسم تقليل الوزن على الأقل بنسبة 30 ٪ على الأقل بموجب فرضية متطلبات الأداء. أيضا ، يمكن تطبيق سبائك الألومنيوم على معظم أجزاء الغطاء الحالي. في بعض الحالات مع متطلبات القوة العالية ، لا يزال بإمكان سبائك 7000 سلسلة من مزايا الجودة. لذلك ، بالنسبة للتطبيقات ذات الحجم الكبير ، فإن حلول تقليل وزن سبائك الألومنيوم هي الطريقة الأكثر اقتصادا.

حرره ماي جيانغ من Mat Aluminium